專利名稱：一種碘化亞銅半導(dǎo)體膜的微波等離子體制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體膜的制備方法，尤指一種碘化亞銅半導(dǎo)體膜的微波等離子體制備方法。
背景技術(shù)：
碘化亞銅是為數(shù)不多的p型半導(dǎo)體，直接禁帶寬度為3. leV。 Cul半導(dǎo)體的導(dǎo)電性取決于半導(dǎo)體中I的摻雜度，最優(yōu)化摻雜后面電阻可以降低到25Q/cm2。由于Cul半導(dǎo)體具有良好的光學(xué)性能和電學(xué)性能。目前對于Cul研究主要集中在以Cul為空穴收集體(即為光陰極)來制備固體染料敏華光伏電池和用作有機合成的催化劑以及制備導(dǎo)電纖維等方面。
硤化亞銅作為一種新材料，制備工藝還不成熟。 〃碘化亞銅為灰白色或棕黃色粉末，特性是不溶于水和乙醇，可溶于濃硫酸、鹽酸、氨水和碘化鉀、硫代硫酸鹽、氰化鈉的水溶液。在光的作用下容易分解。目前的現(xiàn)有的制備方法有電沉積法、脈沖激光沉積技術(shù)、蒸發(fā)合成法、溶劑蒸發(fā)法等。這些方法的成膜性、重復(fù)性較差，難以工業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述方法所存在的不足，本發(fā)明提出了一種新的石W匕亞銅半導(dǎo)體膜的制備方法。
在真空狀態(tài)下，以氬氣等惰性氣體為轟擊離子，在^:波輻照下形成等離子體；以純金屬銅作靶，采用交流輝光放電由氬離子賊射出銅離子，同時用微波輻照維持微持等離子的狀態(tài)，離化率可達(dá)20%;通入硤的蒸汽，微波輻照下形成碘離子；銅.離子與碘離子共同在基片上沉積成碘化亞銅薄半導(dǎo)體膜?？刂频庹羝耐ㄈ肓浚煽刂频饣瘉嗐~的摻雜程度，薄膜粘附性強。
通過本發(fā)明，可提供一種碘化亞銅薄半導(dǎo)體膜的制備方法。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
進(jìn)一步說明本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，l.波導(dǎo)及調(diào)諧裝置，2.石英微波窗口， 3.進(jìn)氣口， 4.等離子室，5.
弧形Cu靶電極，6.冷卻水系統(tǒng)，7.視窗，8.基座及加熱裝置，9.真空系統(tǒng)，10.
微波系統(tǒng)，11.鍍膜室，12.成膜村底，13.載氣進(jìn)氣口， 14.碘蒸氣進(jìn)氣口。
具體實施例方式
參閱圖1所示，本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)包括波導(dǎo)及調(diào)諧裝置(1)、石英微波窗口 (2)、氫氣進(jìn)氣口 (3)、等離子室(4)、弧形Cu靶電極(5)、冷卻水系統(tǒng)(6)、視窗(7)、基座及加熱裝置(8)、真空系統(tǒng)(9)、微波系統(tǒng)(10)、鍍膜室(11)、成膜襯底(12)、栽氣進(jìn)氣口 (13)和碘蒸氣進(jìn)氣口 (14)。
微波從微波系統(tǒng)(IO)發(fā)射出來后，經(jīng)it^英微波窗口 (2)到達(dá)鍍膜室(11 )。此時，1000V交流電加在兩個弧形Cu靶電極(5)上，通過載氣進(jìn)氣口 (13)，通入載氣(Ar)，使兩級的氣體Ar電離成等離子氣團，到達(dá)鍍膜室(11)的微波將這些等離子氣團輸運到弧形Cu靶電極(5)上，此時，Ar等離子體對弧形Cu靶電極(5)的金屬表面進(jìn)行等離子轟擊，濺射出的金屬粒子被微波輻照而電離，并形成等離子氣團，并輸運到成膜襯底(12)上。成膜襯底(12)加了負(fù)偏壓，帶負(fù)偏壓的成膜襯底(12 )使銅離子消電離而淀積成膜。參閱圖1所示，打開基座加熱裝置(8)，加熱到300-500°C。通過冷卻水系統(tǒng)(6)通入冷卻水，在真空系統(tǒng)(9)中，抽真空到1.3 x 10-3 Pa以下，調(diào)節(jié)真空系統(tǒng)(9)中的真空泵為低速檔。通過載氣進(jìn)氣口 U3)送載氣(Ar): 1~5 x 10Pa ,再通過氪氣進(jìn)氣口 ( 3 )力口 H2到1 ~ 5 x 10Pa。
通過微波系統(tǒng)(10 )送入微波，微波的燈絲電流為0. 3A，使氣體輝光放電，加偏壓180 V。離子清洗鍍膜室(11)和成膜襯底(12 ) 15分鐘。清洗完成后，將微波電流調(diào)到0. 1-0.2A,偏壓調(diào)到60V。調(diào)節(jié)基座及力口熱裝置(8)的加熱電壓，使溫度降到250 。C左右。
關(guān)閉氫氣進(jìn)氣口 (3),調(diào)節(jié)載氣進(jìn)氣口 (13),調(diào)節(jié)載氣Ar量，使真空度保持在2 ~ 5 x 10Pa,通過缺蒸氣進(jìn)氣口 ( 14 )通入多典蒸汽，將弧形Cu靶電極(5 )的電壓升至900- 1100V,幾分鐘后，弧形Cu靶電極(5)下部區(qū)域產(chǎn)生輝光放電，并開始向成膜襯底(12)沉積碘化亞銅半導(dǎo)體膜。波膜厚度可用膜層監(jiān)控儀測量。
權(quán)利要求
1、一種碘化亞銅半導(dǎo)體膜的微波等離子體制備方法，包括一波導(dǎo)及調(diào)諧裝置、一石英微波窗口、一氫氣進(jìn)氣口、一等離子室、兩個弧形Cu靶電極、一冷卻水系統(tǒng)、一視窗、一基座及加熱裝置、一真空系統(tǒng)、一微波系統(tǒng)、一鍍膜室、一成膜襯底、一載氣進(jìn)氣口和一碘蒸氣進(jìn)氣口；其特征是以微波輻照產(chǎn)生氬的等離子體，轟擊銅靶；以純銅作靶，碘蒸汽為碘源，以微波輻照產(chǎn)生等離子體；將微波輻照與離子轟擊結(jié)合在一起，保證成膜是以離子的形式進(jìn)行。
2、 根據(jù)權(quán)力要求1所述的一種碘化亞銅半導(dǎo)體膜的微波等離子體制備方法， 其特征是在真空狀態(tài)下，以氬氣等惰性氣體為轟擊離子，在^b皮輻照下形成等離子體。
3、 根據(jù)權(quán)力要求1所述的一種碘化亞銅半導(dǎo)體膜的微波等離子體制備方法， 其特征是以純金屬銅作靶，采用交流輝光放電由氬離子賊射出銅離子，同時用微波輻 照維持等離子狀態(tài)。
4、 根據(jù)權(quán)力要求3所述的一種碘化亞銅半導(dǎo)體膜的微波等離子體制備方法， 其特征是通入碘的蒸汽，微波輻照下形成碘離子；銅離子與碘離子共同在基片上沉積 成碘化亞銅薄半導(dǎo)體膜。
5、 根據(jù)權(quán)力要求1所述的一種碘化亞銅半導(dǎo)體膜的微波等離子體制備方法， 其特征是通過微波系統(tǒng)送入^t波的燈絲電流為0.3A,加偏壓180V。離子清洗鍍膜室 和成膜襯底15分鐘。
6、 根據(jù)權(quán)力要求5所述的一種碘化亞銅半導(dǎo)體膜的微波等離子體制備方法，其特征是清洗工作完成后，-微波電流調(diào)到0. 1-0.2A,偏壓調(diào)到60V。調(diào)節(jié)基座及加熱 裝置使溫度降到250 °C。
7、根據(jù)權(quán)力要求6所述的一種碘化亞銅半導(dǎo)體膜的微波等離子體制備方法， 其特征是溫度降到250 。C后，關(guān)閉氫氣進(jìn)氣口，調(diào)節(jié)載氣進(jìn)氣口，調(diào)節(jié)載氣Ar量， 使真空度保持在2 ~ 5 x 10Pa,通入碘蒸汽，提升至弧形Cu耙電極電壓，電壓范 圍900— IIOOV。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碘化亞銅半導(dǎo)體膜的微波等離子體制備方法，該方法包括一波導(dǎo)及調(diào)諧裝置、一石英微波窗口、一氫氣進(jìn)氣口、一等離子室、2個弧形Cu靶電極、一冷卻水系統(tǒng)、一視窗、一基座及加熱裝置、一真空系統(tǒng)、一微波系統(tǒng)、一鍍膜室、一成膜襯底、一載氣進(jìn)氣口和一碘蒸氣進(jìn)氣口。本方法以微波輻照產(chǎn)生氬的等離子體，轟擊銅靶；以純銅作靶，碘蒸汽為碘源，以微波輻照產(chǎn)生等離子體；微波輻照使銅、碘在到達(dá)基片之前一直處于等離子狀態(tài)；將微波輻照與離子轟擊結(jié)合在一起，保證成膜是以離子的形式進(jìn)行。
文檔編號C23C14/36GK101509122SQ20091013181
公開日2009年8月19日 申請日期2009年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月8日
發(fā)明者于慶先, 孫四通 申請人:青島科技大學(xué)